[發明專利]一種含釹和釔的低稀土高強度變形鎂合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202011231135.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112458349A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 陳先華;王子怡;李建波;潘復生
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/03;C22F1/06;C21D8/06;C21D9/00;C21D1/773;C22F1/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發明提供一種含稀土釹和釔的高強度變形鎂合金，該合金的成分包含Mg、Zn、Zr、Y、Nd，各組分質量百分含量為：Zn：5.50~6.50wt.%；Zr：0.47~0.80wt.%；Nd：0.45~0.50wt.%；Y:0.72~1.00wt.%；不可避免的雜質0.10wt.%；余量為Mg。本發明制備方法是對含稀土釹和釔的鎂合金鑄錠均勻化后進行熱擠壓，晶粒得到顯著細化，同時釹、釔與合金中的鎂、鋅等元素形成第二相，這些第二相在熱擠壓過程中會重新破碎分布成為細小彌散的強化相，能有效阻礙熱變形過程中再結晶晶粒的長大并強化基體，可獲得較好的力學性能，熱擠壓之后進行低溫時效處理，可進一步提升強度，時效后抗拉強度超過400MPa，高于目前多數商用鎂合金，該合金成本較低，采用常規的熔煉熱擠壓工藝，具有較好的可操作性和實用性，便于推廣應用。

技術領域

本發明涉及鎂合金，特別涉及一種含釹和釔的低稀土高強度變形鎂合金及制備方法。

背景技術

鎂合金具有密度低、導熱導電性能好、比強度比模量高等優點，并且鎂儲量豐富易回收，所以在金屬結構材料領域受到了越來越多的關注。鎂合金回收較為簡單，其腐蝕產物也不會對大氣環境土地環境造成污染。鎂的低密度可以減少車輛的重量，從而提高燃油效率并減少溫室氣體排放。這是鎂合金材料被稱為“21世紀綠色金屬結構工程材料”的原因。然而，由于鎂合金的絕對強度低、塑性變形能力差，大大的限制了鎂合金在結構材料上的廣泛應用，因此有必要開發高強鎂合金以擴大鎂合金的實際應用。

基于鎂合金的強韌化機制，研究學者對高強鎂合金進行了大量研究。在鎂合金中加入大量的代表性的Gd、Y、Ag和Zn 等元素，通過合金化的方法顯著提高鎂合金的強度，或者通過改善熱加工變形工藝來進一步提升力學性能。Mordike BL等研究了Mg-Y-Zn-Zr,Mg-Zn-Y, Mg-Y-Zr等幾種典型抗蠕變稀土鎂合金，發現Y元素具有較好的強化效果。前蘇聯的RokhlinL L等研發的Mg-10Gd-5Y-0.5Mn合金在熱擠壓態（擠壓比A=34.8）-T5態的室溫抗拉強度為400~435MPa，屈服強度為345~385MPa，但是室溫伸長率只有4%。周立華等人通過改變Mg-6A1-3Sn-1Mn鎂合金的擠壓溫度和擠壓比，將其抗拉強度提升了10%到15%；但加入過多重稀土元素大大地升高了制造成本，不利于大規模應用。因此，如何開發出低成本低稀土的高強鎂合金是本領域技術人員有待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種低成本低稀土的高強鎂合金，在盡可能降低成本的基礎上解決現有變形鎂合金強度差，尤其是屈服強度較差的問題。

進一步，本發明還提供所述變形鎂合金的制備方法，以簡化工藝、提高可控性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種含釹和釔的低稀土高強度變形鎂合金，其組分的質量百分含量為：Zn：5.50~6.50wt.%，Zr：0.47~0.80wt.%，Nd：0.45~0.50wt.%；Y: 0.72~1.00wt.%；不可避免的雜質0.10wt.%；余量為Mg。

進一步，本發明提供的低稀土高強變形鎂合金及制備方法，其組分含量如上，制備方法包括如下步驟：